TOV etter 2020. Utvikling av TOV som økosystembasert overvåking

(1)

TOV etter 2020

Utvikling av TOV som økosystembasert overvåking

Erik Framstad, Vegar Bakkestuen, Rune Halvorsen, Per Gerhard Ihlen, Erlend B. Nilsen, Siri Lie Olsen, Bård Pedersen, Bård G. Stokke,

Joachim Töpper og Tonje Økland

1877

(2)

NINA Rapport

Dette er NINAs ordinære rapportering til oppdragsgiver etter gjennomført forsknings-, overvåkings- eller utredningsarbeid. I tillegg vil serien favne mye av instituttets øvrige rapportering, for eksempel fra seminarer og konferanser, resultater av eget forsknings- og utredningsarbeid og litteraturstudier.

NINA Rapport kan også utgis på engelsk, som NINA Report.

NINA Temahefte

Heftene utarbeides etter behov og serien favner svært vidt; fra systematiske bestemmelsesnøkler til informasjon om viktige problemstillinger i samfunnet. Heftene har vanligvis en populærvitenskapelig form med vekt på illustrasjoner. NINA Temahefte kan også utgis på engelsk, som NINA Special Report.

NINA Fakta

Faktaarkene har som mål å gjøre NINAs forskningsresultater raskt og enkelt tilgjengelig for et større publikum. Faktaarkene gir en kort framstilling av noen av våre viktigste forskningstema.

Annen publisering

I tillegg til rapporteringen i NINAs egne serier publiserer instituttets ansatte en stor del av sine forskningsresultater i internasjonale vitenskapelige journaler og i populærfaglige bøker og tidsskrifter.

(3)

TOV etter 2020

Utvikling av TOV som økosystembasert overvåking

Erik Framstad, Vegar Bakkestuen, Rune Halvorsen, Per Gerhard Ihlen, Erlend B. Nilsen, Siri Lie Olsen, Bård Pedersen, Bård G. Stokke, Joachim Töpper og Tonje Økland

Program for terrestrisk naturovervåking Rapport nr 154

Finansiering: Miljødirektoratet

Deltakende institusjoner: NINA, NIBIO og Naturhistorisk museum, Univ. i Oslo

(4)

KONTAKTOPPLYSNINGER

NINA hovedkontor Postboks 5685 Torgarden 7485 Trondheim

Tlf: 73 80 14 00

NINA Oslo Sognsveien 68 0855 Oslo Tlf: 73 80 14 00

NINA Tromsø

Postboks 6606 Langnes 9296 Tromsø

Tlf: 77 75 04 00

NINA Lillehammer Vormstuguvegen 40 2624 Lillehammer Tlf: 73 80 14 00

NINA Bergen Thormøhlens gate 55 5006 Bergen Tlf: 73 80 14 00 www.nina.no

Framstad, E., Bakkestuen, V., Halvorsen, R., Ihlen, P.G., Nilsen, E.B., Olsen, S.L., Pedersen, B., Stokke, B.G., Töpper, J. & Økland, T. 2020. TOV etter 2020. Utvikling av TOV som økosystembasert overvåking. NINA Rapport 1877. Norsk institutt for naturforskning.

Oslo, november 2020 ISSN: 1504-3312

ISBN: 978-82-426-4649-1

RETTIGHETSHAVER

Publikasjonen kan siteres fritt med kildeangivelse

TILGJENGELIGHET

Åpen

PUBLISERINGSTYPE

Digitalt dokument (pdf)

KVALITETSSIKRET AV

Jørgen Rosvold

ANSVARLIG SIGNATUR

Forskningssjef Kristin Thorsrud Teien (sign.)

OPPDRAGSGIVER(E)/BIDRAGSYTER(E)

Miljødirektoratet

OPPDRAGSGIVERS REFERANSE

M-1809 | 2020

KONTAKTPERSON(ER) HOS OPPDRAGSGIVER/BIDRAGSYTER

Ole Einar Butli Hårstad

FORSIDEBILDE

NINA-forskere på vei for å måle endringer i naturen i Børgefjell 2020 © Siri Lie Olsen, NINA

NØKKELORD

Overvåking, terrestriske økosystemer, vegetasjon, epifytter, fauna, modeller, integrasjon, adaptiv

KEY WORDS

Monitoring, terrestrial ecosystems, vegetation, epiphytes, fauna, models, integration, adaptive

(5)

Sammendrag

Framstad, E., Bakkestuen. V., Halvorsen, R., Ihlen, P.G., Nilsen, E.B., Olsen, S.L., Pedersen, B., Stokke, B.G., Töpper, J. & Økland, T. 2020. TOV etter 2020. Utvikling av TOV som økosys- tembasert overvåking. NINA Rapport 1877. Norsk institutt for naturforskning.

Program for terrestrisk naturovervåking (TOV) ble etablert i 1990 for å overvåke utviklingen av markvegetasjon, epifytter og fauna i vanlige økosystemer i skog og lavereliggende fjell. Formålet er å undersøke påvirkningen fra langtransportert forurensing, klimaendringer og ev. andre faktorer. TOVs ambisjon er å påvise og belyse ev. årsaker til viktige endringer på økosystemene.

Dette kan trolig best lykkes ved å videreutvikle TOV som integrert og økosystembasert overvå- king. Denne rapporten drøfter hvordan TOV dekker gradienter i sentrale påvirkninger, viktige økosystemkomponenter og ulike variabler for disse komponentene, samt hvordan disse elementene ev. bør justeres eller suppleres for å gjøre TOV mer økosystembasert.

TOV dekker i dag overvåking av markvegetasjon, epifytter og fauna i seks områder i bjørkeskog pluss Solhomfjell (med barskog), så vel som markvegetasjon i åtte områder i granskog. Det anbefales å videreføre overvåkingen i både bjørkeskog og granskog.

De viktigste ytre påvirkningene på TOV-områdene er klimaendringer og langtransportert forurensing. TOV-områdene dekker det meste av aktuelle gradienter for slik påvirkning, men mangler dekning for de mest oseaniske høyereliggende bjørkeskogene. Det anbefales derfor å supplere dagens TOV-områder med et nytt område i sterkt oseanisk og nordboreal klimaregion. I tillegg bør det plasseres enkelte prøvefelt/transekter høyere i lavalpin sone i nordboreale bjørkeskogs- områder for å utvide dekningen av lokale klimagradienter.

Den konseptuelle modellen for TOV tar utgangspunkt i næringsnettet som forbinder de viktigste økosystemkomponentene. Dette omfatter planter som primærprodusenter, nedbrytere, plante- etere og predatorer på ulike trofiske nivåer. Dagens TOV i bjørkeskog og Solhomfjell dekker ulike grupper innen disse kategoriene, unntatt nedbrytere, mens overvåkingen i granskog nå omfatter markvegetasjonen. For å sikre bedre forståelse av endringer i komponentene i TOV, forbindelsene mellom dem og ev. årsaker til endringer, er det behov for å supplere overvåkingen med flere komponenter og nye variabler. TOV bruker modellerte klimadata fra MET og lokale temperaturloggere, men disse bør suppleres med lokale målinger av nedbør og snødybde. Tre- og busksjiktet har stor innflytelse på de fleste andre komponenter i økosystemet, og det er behov for bedre data for horisontal og vertikal struktur for trær og busker på skalaer tilpasset de ulike komponentene. Jordsmonnet er helt sentralt for plantenes vekst, og dagens jordkjemiske analyser i bjørkeskog bør suppleres med tilsvarende analyser i granskog, samt måling av nedbrytingshastighet ved standard strøprøver. For å knyttet plantene bedre til planteeternes bestandsvaria- sjoner, bør dagens registrering av plantearters mengde suppleres med mål på deres biomasse og beitekvalitet. I bjørkeskogsområdene registreres mengde av smågnagere, bjørkemålere og hønsefugl. Dette bør suppleres med mål på aktiviteten til viktige beitedyr som ville hjortedyr og husdyr. Aktiviteten til beitedyr bør også registreres for granskogsområdene. Det er dessuten behov for en bedre dekning av viktige predatorer som røyskatt, snømus, rødrev, mår og kråke- fugler, i tillegg til dagens overvåking av ungeproduksjonen av kongeørn. Vi anbefaler bredt anlagt overvåking inkludert fauna i bjørkeskogsområdene og Solhomfjell, mens overvåkingen i øvrige granskogsområder avgrenses til markvegetasjonen og komponenter av direkte betydning for denne. Overvåking av markvegetasjonen i granskogsområdene bør imidlertid foregå hvert femte år, som for bjørkeskogsområdene.

TOVs data representerer en stor verdi som noen av de lengste tidsseriene for viktige komponenter i terrestriske økosystemer i Norge. For å øke nytteverdien av TOV anbefaler vi også at det utvikles flere indikatorer basert på TOV i Naturindeksen og Fagsystemet for økologisk tilstand. Dessuten bør det utvikles og settes i verk en forskningsplan for å utvikle og teste metoder og utnytte TOVs resultater best mulig, en forbedret dataforvaltningsplan for å sikre og tilgjenge-

(6)

liggjøre TOVs data, og en formidlingsplan for å sikre at TOVs resultater blir tilgjengelige og nyt- tige for aktuelle brukere.

Erik Framstad ([email protected]), Vegar Bakkestuen ([email protected]) og Siri Lie Olsen ([email protected]), NINA, Sognsveien 68, 0855 Oslo

Erlend B. Nilsen ([email protected]), Bård Pedersen ([email protected]) og Bård G.

Stokke ([email protected]), NINA, Postboks 5685 Torgarden, 7485 Trondheim Joachim Töpper ([email protected]), NINA, Thormøhlens gate 55, 5006 Bergen

Rune Halvorsen ([email protected]), Naturhistorisk museum, Universitet i Oslo, Postboks 1172 Blindern, 0318 Oslo

Per Gerhard Ihlen ([email protected]), Asplan Viak AS, Postboks 2304 Solheimsviken, 5824 Bergen

Tonje Økland ([email protected]), NIBIO, Postboks 115, 1431 Ås

(7)

Abstract

Framstad, E., Bakkestuen. V., Halvorsen, R., Ihlen, P.G., Nilsen, E.B., Olsen, S.L., Pedersen, B., Stokke, B.G., Töpper, J. & Økland, T. 2020. TOV after 2020. Development of TOV as ecosystem-based monitoring. NINA Report 1877. Norwegian Institute for Nature Research.

The Terrestrial Ecosystems Monitoring Program (TOV) was established in 1990 to monitor the development of terrestrial vegetation, epiphytes and fauna in common ecosystems in forests and the low alpine zone. The purpose is to investigate the impact of long-range pollution, climate change and various other factors. TOV's ambition is to detect any significant changes in ecosystems and indicate their possible causes. To improve our ability to detect and understand changes, we propose to develop TOV further towards integrated and ecosystem-based monitoring. This report discusses how TOV covers gradients in key impact factors, important ecosystem components and various variables for these components, as well as how these elements may be adjusted or supplemented to make TOV more ecosystem-based.

TOV currently covers monitoring of ground vegetation, epiphytes and fauna in six sites in birch forest plus Solhomfjell (with coniferous forest), as well as ground vegetation in eight sites in spruce forest. It is recommended to continue the monitoring in both birch forests and spruce forests.

The most important external impacts on the TOV sites are climate change and long-range pollution. The TOV sites cover most of the relevant gradients for such factors, but lack coverage for the most oceanic birch forests at higher elevation. It is therefore recommended to supplement the current TOV sites with a new site in the strongly oceanic and north boreal climate region.

Some additional sampling plots should be placed at higher elevation in the alpine zone of the birch forest sites, to expand the coverage of local climate gradients.

The conceptual model for TOV is based on the trophic network that connects the most important ecosystem components. This includes plants as primary producers, decomposers, herbivores, and predators at different trophic levels. TOV in birch forests and Solhomfjell covers various groups within these categories, except decomposers, while monitoring in spruce forests now covers the ground vegetation. To ensure a better understanding of changes in the components of TOV, the connections between them and possible reasons for changes, there is a need to supplement the monitoring with more components and some new variables. TOV has modelled climate data available from MET and local temperature loggers, but these should be supplemented with local measurements of precipitation and snow depth. The tree and shrub layers have a great influence on most other components in the ecosystem, and there is a need for better data for horizontal and vertical structure for trees and shrubs on scales relevant for the various components. The soil is central to the plants' growth, and current soil chemical analyses in birch forests should be supplemented with similar analyses in spruce forests, as well as meas- uring the rate of decomposition with standard litter bags. In order to better link the plants to the herbivores, the current registration of plant species composition and amounts should be supplemented with measures of their biomass and grazing quality. In the birch forest areas, the amount of small rodents, geometrid moths and grouse is recorded. This should be supplemented with measures of the activity of important grazers such as wild cervids and domestic livestock. Activity of mammalian herbivores should also be monitored in the spruce forest sites. There is a need for better coverage of important predators such as stoats, weasels, red foxes, martens and corvids, in addition to the current monitoring of juvenile production of golden eagles. In the birch forest areas and Solhomfjell, we recommend continued broad-based monitoring including fauna, while the monitoring in other spruce forest areas should be limited to the ground vegetation and components of direct importance for this. Monitoring in spruce forest sites should be performed every five years, as in the birch forest sites.

TOV's data represent great value, since they represent some of the longest running time series for important components in terrestrial ecosystems in Norway. To increase the usefulness of

(8)

TOV, we also recommend that more indicators based on TOV be developed for the Nature Index and the System for Assessing Ecological Conditions. In addition, three plans should be developed and implemented: a research plan to develop and test methods and make the best possible use of TOV's results, an improved data management plan to secure and make available TOV's data, and a dissemination plan to ensure that TOV's results are available and useful to relevant users.

Erik Framstad ([email protected]), Vegar Bakkestuen ([email protected]) and Siri Lie Olsen ([email protected]), NINA, Sognsveien 68, NO-0855 Oslo

Erlend B. Nilsen ([email protected]), Bård Pedersen ([email protected]) and Bård G. Stokke ([email protected]), NINA, PO Box 5685 Torgarden, NO-7485 Trondheim Joachim Töpper ([email protected]), NINA, Thormøhlens gate 55, NO-5006 Bergen Rune Halvorsen ([email protected]), Naturhistorisk museum, Universitet i Oslo, PO Box 1172 Blindern, NO-0318 Oslo

Per Gerhard Ihlen ([email protected]), Asplan Viak AS, PO Box 2304 Solheimsviken, NO-5824 Bergen

Tonje Økland ([email protected]), NIBIO, PO Box 115, NO-1431 Ås

(9)

Innhold

Sammendrag ... 3

Abstract ... 5

Forord ... 9

1 Innledning ... 10

1.1 Etablering og utvikling av TOV ... 10

1.2 Økosystembasert og adaptiv overvåking ... 12

1.3 Rammer for videreutviklingen av TOV ... 14

1.4 Rapportens målsetting ... 17

2 TOV-områdene og dekning av påvirkningsgradienter... 18

2.1 Dagens TOV-områder ... 18

2.1.1 TOV-områdene med overvåking av markvegetasjon, epifytter og fauna ... 18

2.1.2 TOV-områdene med overvåking av markvegetasjon i granskog ... 20

2.2 TOV-områdene og viktige påvirkninger ... 22

3 Overordnet konseptuell modell for TOV ... 29

3.1 Naturgitte og menneskeskapte påvirkninger ... 30

3.1.1 Naturgitte forstyrrelser ... 30

3.1.2 Menneskeskapte påvirkninger ... 32

3.2 Sentrale økosystemkomponenter og interaksjoner ... 34

3.3 Overvåkingsvariabler og datagrunnlag for sentrale økosystemkomponenter ... 38

4 Konseptuelle modeller for sentrale komponenter i dagens TOV ... 48

4.1 Markvegetasjon i bjørkeskog ... 48

4.2 Markvegetasjon i granskog ... 53

4.3 Epifytter ... 59

4.4 Bjørkemålere ... 66

4.5 Smågnagere ... 70

4.6 Spurvefugl ... 75

4.7 Hønsefugl ... 81

4.8 Kongeørn ... 85

5 Nye økosystemkomponenter som bør inkluderes ... 91

5.1 Registrering av lokal nedbør og snødybde ... 91

5.2 Dekning, høyde og andre variabler for trær og busker ... 92

5.3 Vegetasjonens fenologi, biomasse, primærproduksjon ... 92

5.4 Mengde og kvalitet av næringsplanter ... 93

5.5 Nedbrytingshastighet ... 94

5.6 Forekomst og mengde av insekter ... 95

5.7 Forekomst av hjortedyr og bufe... 96

5.8 Forekomst av røyskatt og snømus ... 96

5.9 Forekomst av mellomstore predatorer (rødrev, mår etc.) ... 97

6 TOVs bidrag til miljøforvaltningens behov ... 99

7 Forskningsplan for TOV ... 105

8 Dataforvaltningsplan for TOV ... 107

9 Formidlingsplan for TOV ... 109

(10)

10Anbefalinger for TOV etter 2020 ... 110

11Referanser ... 113

Vedlegg 1 NINAs prosjektbeskrivelse for videreutvikling av TOV etter 2020 ... 132

Vedlegg 2 Ulike komponenters følsomhet for menneskeskapte påvirkninger ... 134

Vedlegg 3 Vitenskapelige publikasjoner der resultater fra TOV inngår ... 136

(11)

Forord

Program for terrestrisk naturovervåking (TOV) ble etablert i 1990 med overvåking av markvegetasjon, epifytter og fauna i seks områder i høyereliggende bjørkeskog fra sørvest til nord, samt et område med barskog i Solhomfjell. Fra 2005 inkluderer TOV også overvåking av markvegetasjonen i åtte områder i granskog, etablert i 1988 av NIJOS (nå del av NIBIO). TOV har fra begynnelsen hatt ambisjon om å dekke viktige komponenter i vanlige terrestriske økosystemer (skog og lavalpine fjell) og har opparbeidet noen av de lengste tidsseriene for slike komponenter i terrestriske økosystemer i Norge. Gjennom overvåkingsperioden er TOV noe justert for bedre å fange opp effekter av klimaendringer og for i større grad å se de ulike overvåkingskomponen- tene i sammenheng.

Som del av oppfølgingen av evalueringen av TOV i 2010 har det vært ønskelig å videreutvikle TOV til et fullverdig økosystembasert overvåkingsprogram. En slik økosystembasert tilnærming vil gi bedre muligheter for å forstå økosystemets dynamikk og hva som kan være årsaker til observerte endringer. I 2019 ga Miljødirektoratet NINA i oppdrag å koordinere arbeidet med å utrede hvordan TOV kunne utvikles mot et slikt økosystembasert overvåkingsprogram. Dette arbeidet har bestått av tre bredt anlagte seminarer med deltakelse fra forskere i og utenfor NINA, både aktive deltakere i TOV og andre som har relevant kompetanse på temaene som ble drøftet.

Med utgangspunkt i gjennomgangen av de ulike temaene fra disse seminarene har en forfatter- gruppe produsert denne rapporten. Her har Erik Framstad (NINA) koordinert arbeidet og hatt hovedansvaret for kapitlene 1-3, 4.5, 5-10, med bidrag fra øvrige medforfattere. For de øvrige kapitlene har hovedansvarlige vært: Siri Lie Olsen, Vegar Bakkestuen og Joachim Töpper (alle NINA) for markvegetasjonen i bjørkeskog (kap. 4.1), Tonje Økland (NIBIO) og Rune Halvorsen (NHM-UiO) for markvegetasjonen i granskog (kap. 4.2), Bård Pedersen (NINA) og Per Ihlen (nå Asplan Viak) for epifytter på bjørkestammer (kap. 4.3), Siri Lie Olsen for bjørkemålere (kap. 4.4), Bård G. Stokke (NINA) for spurvefugler (kap. 4.6) og kongeørn (kap. 4.8), og Erlend B. Nilsen (NINA) for hønsefugler (kap. 4.7). Flere andre TOV-deltakere i NINA har også bidratt til ulike kapitler: Joseph Chipperfield og Odd Egil Stabbetorp (kap. 4.1), Inga Elise Bruteig, Marianne Evju, Magni Olsen Kyrkjeeide og Heidi Myklebost (kap. 4.3), Nina E. Eide (kap. 4.5 og flere), og John Atle Kålås (kap. 1-3, 4.4, 4.6). I tillegg til disse har en lang rekke personer bidratt til TOVs utvikling ved feltarbeid, innspill på TOV-seminarer og bidrag til tidligere rapporter.

Kontaktperson i Miljødirektoratet har vært Ole Einar Butli Hårstad.

Oslo, november 2020 Erik Framstad

(prosjektleder)

(12)

1 Innledning

1.1 Etablering og utvikling av TOV

Direktoratet for naturforvaltning (DN, nå Miljødirektoratet) startet i 1990 Program for terrestrisk naturovervåking (TOV). Grunnlaget for TOV var en utredning om hvordan terrestrisk naturover- våking i Norge burde legges opp (Løbersli 1989). Den generelle målsettingen for slik overvåking var å gi grunnlag for å bedømme eventuelle langsiktige forandringer i naturen, ved å fastslå den aktuelle situasjonen og påvise endringer over tid. Overvåkingen skulle følge langtids- og storskala miljøforandringer og innrettes primært mot forandringer som betraktes som antropogene og potensielt skadelige. I utgangspunktet skulle overvåkingen omfatte både forurensingsovervå- king og naturvernorientert overvåking av arter og biotoper, men overvåking av tilførsler og effekter av langtransporterte forurensinger ble prioritert i første omgang.

Formålet med TOV ble mer eksplisitt formulert i en oppsummering av TOVs resultater etter de første fem årene (DN 1997):

«Programmet er retta mot mulige effekter på flora og fauna av langtransporterte luftforurens- ninger (svovel, nitrogen, metaller, organiske miljøgifter og radioaktivitet) i representativ norsk natur. Den biologiske overvåkinga har også som mål å avsløre virkninger av forurensninger som man i dag ikke kjenner til eller veit er skadelige.

Programmet har som mål å

• gi grunnlag for bedømming av langsiktige endringer i naturen

• påvise utviklingstendenser over tid, i tillegg til å avsløre geografiske forskjeller

• på et tidlig tidspunkt oppdage eventuelle virkninger av langtransporterte luftforurensninger i terrestriske økosystemer i Norge

• skille menneskeskapte endringer fra naturlige variasjoner Resultater fra programmet skal videre gi grunnlag for:

• vurdering av naturens sunnhetstilstand

• vurdering av naturens tålegrenser

• klarlegge årsak-virkning sammenhenger

• administrative avgjørelser (mottiltak, utslippsavtaler m.m.)

• sammenligning med lokalt forurensa områder»

I perioden 1990‒1993 ble overvåking i regi av TOV etablert i sju områder, geografisk spredt fra sørvest til nord i Norge og i hovedsak med plassering i fjellbjørkeskog i vernete områder. Ut fra et økosystemperspektiv ble det i disse områdene lagt opp til integrerte studier av nedbør, jord, jordvann, markvegetasjon, lav, moser og alger på trær, fugler og pattedyr, samt forekomster av miljøgifter i planter og dyr. I tillegg har det vært gjennomført landsomfattende kartlegginger av organiske miljøgifter i rovfuglegg, tungmetaller i hønsefugl og forekomst av lav, moser og alger på trær. Opprinnelig ble også overvåking av langtransporterte tilførsler av forurensing og effekter av dette på kjemien i jordvann inkludert i TOV, men disse aktivitetene ble midt på 1990-tallet faset ut av TOV og overført til andre programmer.

Motivasjonen for programmet ble i 2001 dreiet mot å fange opp effekter av endringer i et bredere spekter av naturlige og menneskeskapte påvirkningsfaktorer på biologisk mangfold (Framstad &

Kålås 2001). Programmet utgjør dermed en viktig komponent i Norges nasjonale overvåking av biologisk mangfold. Innretningen på programmet gjør det best egnet til å fange opp mulige effekter av storskala endringer i klima og langtransporterte forurensinger som sur nedbør, nitro- gengjødsling og bakkenært ozon. Overvåkingsområdene er i stor grad lagt til verneområder, og effekter av raske endringer i arealbruk blir derfor i liten grad fanget opp. Områdene vil imidlertid være viktige referanseområder for ekstensiv, arealrepresentativ overvåking som vil kunne fange opp effekter av endringer i ulike typer arealbruk på biologisk mangfold.

(13)

I 1988 etablerte Norsk institutt for jord- og skogkartlegging (nå del av Norsk institutt for bioøko- nomi, NIBIO) vegetasjonsovervåking i granskog (se oversikt over områdene i kapittel 2.1). Siden 2001 er resultatene fra denne vegetasjonsovervåkingen og fra TOVs vegetasjonsovervåking i bjørkeskog (pluss barskog i Solhomfjell) i økende grad sett i sammenheng. Fra 2005 har DN/Miljødirektoratet bidratt med midler til videreføring av vegetasjonsovervåkingen i åtte av de opprinnelig ti områdene i granskog som del av TOV, dvs. at til sammen overvåkes nå ni områder i granskog (inkl. Solhomfjell), i tillegg til de seks områdene i bjørkeskog. En populasjonsbiologisk undersøkelse av etasjemose med årlige registreringer i Solhomfjell og seks av overvåkingsom- rådene i granskog ble startet opp i 1990. Også denne undersøkelsen har de siste ca. 20 årene vært inkludert i TOV.

Høsten 2010 ble TOV evaluert (Ims mfl. 2010). Evalueringen anbefalte en betydelig reorientering av TOV:

• Formulere en konseptuell modell for økosystemet for å utlede forventete prosessrelasjoner mellom ulike økosystemkomponenter og tilhørende påvirkningsfaktorer.

• Fokusere på klimaendringer som den viktigste påvirkningsfaktoren, med beitedyr som et relevant forvaltningsaspekt.

• Omprioritere ressursbruk ved å intensivere og spisse innsatsen på markvegetasjon, små- gnagere, spurvefugl og hønsefugl, redusere innsatsen på rovfugl, kanalisere miljøgiftover- våking til annet program, utfase epifyttovervåkingen, og etablere ny overvåking av skog- struktur, herbivorer (ville/tamme beitedyr og bjørkeskogsmålere), andre rovdyr og klima- relaterte parametere.

• Justere, utvide og omprioritere overvåkingsdesign i lys av utledningene fra den konseptuelle modellen. Dette inkluderer romlig utvidelse for å inkludere skarpere klimagradienter, økt frekvens av målinger for å samsvare bedre med frekvens hos påvirkningsfaktorer og prosessrelasjoner, prioritere sensitive arter og prosessparametere i samsvar med konseptuell modell, og inkludere eksperimentelle protokoller og nye teknologier.

• Spesifisere effektive, modellbaserte analysesystemer som gjør det mulig å evaluere måle- feil og presisjon i estimering av prosess- og påvirkningsrelasjoner, samt gjøre løpende vurderinger av programmets resultater i forhold til målsettingene og innføring av en adaptiv protokoll.

• Bedre rapportering og relasjon til brukere ved økt internasjonal publisering som redskap for kvalitetssikring og insentiv for internasjonalt samarbeid, og ved korte, synteseorien- terte rapporter basert på effektive statistiske analyse, samt datalagring i brukervennlig format i henhold til klart uttrykt policy for datatilgang som stimulerer til samarbeid.

• Styrke ledelse og organisasjon ved å opprette et eksternt programstyre.

• Gi tydeligere signaler om muligheter for måloppnåelse under ulike ressursscenarioer for å klargjøre behov for mer ressurser for å fylle nåværende og framtidig mandat.

Evalueringens anbefalinger ble gjennomgått og diskutert første gang i en TOV-workshop våren 2011. De mest aktuelle anbefalingene er delvis fulgt opp gjennom justeringer og suppleringer av overvåkingsaktivitetene, blant annet ved et eget delprosjekt for overvåking av mengden bjørke- målere, justering av lokale prøveflater for å fange opp mer av potensielle lokale klimagradienter, utsetting av klimaloggere i prøveflater, justering av feltprotokoller med mer. Avsatte ressurser til overvåkingsaktivitetene har imidlertid begrenset mulighetene for å ta opp nye omfattende aktivi- teter eller å utvide de pågående aktivitetene vesentlig, slik det hadde vært ønskelig.

De begrensete årlige bevilgningene til TOV har ikke gitt rom for en så grundig prosess for videreutvikling av TOV som evalueringen anbefalte. I NINAs kontrakt med Miljødirektoratet for TOV i 2019-2020 er det imidlertid satt av ressurser til å gjennomføre en mer omfattende og detaljert prosess for å videreutvikle TOV mot mer økosystembasert og integrert overvåking i lys av anbefalingene fra evalueringen i 2010 (jf. vedlegg 1). Høsten og vinteren 2019/2020 er det avholdt tre seminarer med deltakelse fra TOVs forskere og eksterne eksperter. Resultatene fra diskusjonene i disse seminarene er oppsummert i egne notater og utgjør, sammen med presenta-

(14)

sjonene fra seminarene og andre innspill fra deltakerne, grunnlaget for denne rapporten som drøfter hvordan TOV bør videreutvikles etter 2020.

Siden oppstart av TOV i 1990 (1988 for markvegetasjon i granskog) har overvåkingen gitt resultater for et bredt spekter av økosystemkomponenter. Disse resultatene representerer tidsserier som nå strekker seg over tilnærmet 30 år og sammenfaller med neste normalperiode i meteoro- logien (1991-2020). Disse lange tidsseriene gir et verdifullt bilde av utviklingen i de aktuelle øko- systemene i en periode preget av betydelige endringer i klimaforhold og langtransporterte forurensinger. Det er følgelig viktig å sikre at slike etablerte tidsserier kan integreres og harmonise- res med ev. endringer i eller suppleringer av overvåkingsprogrammet i framtida.

1.2 Økosystembasert og adaptiv overvåking

Økosystembasert overvåking har som mål å følge utviklingen av viktige egenskaper og funksjo- ner i et økosystem, ikke bare utviklingen for enkelte komponenter som enkeltarters bestandsut- vikling. Et slik økosystemperspektiv innebærer å bruke beste tilgjengelige kunnskap om hvordan økosystemet er strukturert, hva som utgjør de viktigste funksjonelle komponentene og prosessene, og hva som er de viktigste faktorene (påvirkningene) som endrer systemet over tid. Dette er en nødvendig forutsetning for å kunne velge overvåkingsvariabler som kan vise hvordan viktige egenskaper ved økosystemet eventuelt endrer seg. I arbeidet med utviklingen av et klima- økologisk observatorium for arktisk tundra (COAT) har Rolf Ims og medarbeidere utdypet og formalisert hvordan økosystembasert overvåking kan legges opp for arktisk tundra (Ims mfl.

2013a, Ims & Yoccoz 2017). Her skisserer vi hva økosystembasert overvåking vil innebære av vurderinger for økosystemene som dekkes av TOV.

Forstå økosystemets struktur og dynamikk

Å beskrive hvordan økosystemet er strukturert og hva som påvirker det, gjøres best i form av en konseptuell modell som omfatter de viktigste komponentene og prosessene i økosystemet, så vel som de viktigste påvirkningsfaktorene. En konseptuell modell krever at vi gjør eksplisitte vurderinger av hva som er de viktige egenskapene ved økosystemet. Den krever også at vi avgren- ser hva som hører til i økosystemet og hva som er utenfor.

En konseptuell modell for økosystemet bør ikke bare være en deskriptiv modell, men bør være forankret i økologisk teori og empirisk dokumenterte effekter. Dette bør omfatte hvordan ulike økosystemkomponenter svarer på ytre påvirkninger eller forstyrrelser, bl.a. retning, størrelse og form på endringer i økosystemkomponenter ved ulike grader av påvirkning (dose-respons-forhold, jf. Lyche Solheim mfl. 2008). Dette bør også omfatte forståelsen av dynamikken i økosys- temet, dvs. om denne i hovedsak er regulert gjennom ressurstilgangen (bottom-up; White 2013), ved direkte eller indirekte kaskade-effekter på underliggende trofiske nivåer (top-down; Terborgh 2015, Ripple mfl. 2016), eller hvordan slike forhold varierer med økosystemenes produktivitet, heterogenitet eller naturgitte forstyrrelsesregimer (Oksanen mfl. 1981, Hunter & Price 1992, Pace mfl. 1999). Fra den konseptuelle modellen bør man kunne utlede eksplisitte, helst testbare hypoteser om hvordan ulike deler av økosystemet vil svare på endringer i de viktigste påvirk- ningsfaktorene og hvordan endringer for enkelte komponenter vil påvirke andre deler av økosys- temet.

Et tidlig valg i utviklingen av TOV var å fokusere på arter, artssamfunn og trofiske interaksjoner i økosystemet, ikke biogeokjemiske kretsløp som sådan (unntatt der deler av slike inngår som viktige påvirkningsfaktorer). Dette reflekterte et ønske om at TOV skulle kunne fange opp effekter på arter og artssamfunn, ikke primært på biogeokjemiske prosesser som dels var dekket av annen overvåking. Dermed vil en konseptuell modell for økosystemene i TOV spesifisere hvilke arter, artsgrupper eller funksjonelle grupper, og interaksjonene mellom dem, som vi anser som viktige for økosystemets egenskaper. I tillegg kommer de påvirkningsfaktorene som vi mener er særlig viktige for disse artene og interaksjonene.

(15)

Viktige påvirkningsfaktorer kan omfatte både naturgitte og menneskeskapte påvirkninger, de kan variere i grad av påvirkning i tid og rom, og ulike påvirkninger kan virke sammen ved å forsterke eller svekke den samlete effekten på de ulike delene av økosystemet. Naturgitte påvirkninger i norske terrestriske økosystemer er særlig knyttet til forstyrrelseseffekter av værforhold (flom, tørke, snøras, brann, stormfelling) og/eller terreng og løsmasser (ras, skred), så vel som forstyrrelser knyttet til gjentatte masseforekomster av særlig insekter og smågnagere. Menneskeskapte påvirkninger omfatter generelt ulike former for arealbruk og inngrep, klimaendringer, forurensinger, høsting og etterstrebelse av arter, samt etablering av fremmede arter. I de aktuelle øko- systemene i TOV er det særlig relevant å vurdere klimaendringer i form av endringer i tempera- tur, vekstsesongens varighet, snødybde, snødekkets varighet og egenskaper, samt mengde og antall dager med nedbør. Dessuten kan forurensinger i form av forsuring eller eutrofiering endre vegetasjonens struktur og sammensetning, mens miljøgifter særlig kan påvirke arter på høyere trofiske nivåer. Både tidligere (skogbruk, beitebruk) og pågående arealbruk (beitebruk) er generelt viktige påvirkninger, selv om inngrep og raske arealbruksendringer er lite aktuelle i TOV- områdene (jf. kap. 2). Høsting og annen regulering av ville dyrebestander kan ha både direkte og indirekte effekter på økosystemkomponenter i TOV-områdene.

Prioritere komponenter for overvåking

En konseptuell modell er en forenklet sammenfatning av vår forståelse av økosystemet. Den kan i utgangspunktet likevel ha med flere elementer enn det som er praktisk mulig å overvåke. I modellen må vi derfor prioritere de mest kritiske komponentene for å beskrive og forstå endringer i økosystemet. I tillegg bør de prioriterte delene av modellen være praktisk mulige å overvåke og kunne gi relevante og forståelige resultater.

Utvikle design og tilpasse analysemetoder

Ut fra de prioriterte elementene i den konseptuelle modellen må det utvikles et hensiktsmessig overvåkingsdesign med indikatorer og analysemetoder som kan gjøre det mulig å konkludere om hypotesene holder eller må forkastes. Et slikt overvåkingsdesign omfatter:

• Plassering av overvåkingsområder innenfor tilgjengelig og ønsket variasjon i naturforhold og påvirkningsfaktorer.

• Valg av variabler for de ulike overvåkingsindikatorene.

• Design for innsamling av data innenfor de enkelte områdene: romlig fordeling innen om- rådet, frekvens for datainnsamling og metoder for datainnsamling/feltprotokoll.

• Statistiske modeller og analysemetoder.

Adaptiv overvåking

Godt designet økosystembasert overvåking vil gi innsikt i økosystemet som vil forbedre forståel- sen av systemet og effektene av påvirkningsfaktorer. Slik innsikt bør utnyttes til å forbedre over- våkingen i en prosess kalt adaptiv overvåking (figur 1.1; Lindenmayer & Likens 2010). En bedre forståelse av systemet kan gi bedre modeller, mer relevante indikatorer og/eller forbedret over- våkingsdesign eller metoder. Forbedringsprosessen kan så gjentas gjennom nye omløp.

Ved justering av modellen, design og metoder er det viktig å ta hensyn til hvordan etablerte lange dataserier kan ivaretas og samordnes med ny eller justert datainnsamling. Slike lange dataserier representerer verdifull innsikt om tidligere og pågående endringer som det er viktig å kunne nyt- tiggjøre seg også i framtidig overvåking. For sentrale komponenter bør derfor noen grunnleggende overvåkingsvariabler og indikatorer fortsatt måles.

I tillegg til en stadig forbedring av overvåkingsopplegget vil den konseptuelle modellen og avledete hypoteser også være et viktig grunnlag for å utvikle eksperimenter for å teste utvalgte hypoteser mer eksplisitt enn det som er mulig gjennom tradisjonell overvåking. Slike avgrensete studier er viktige for å øke forståelsen av hvordan økosystemet fungerer, og resultatene vil kunne inngå i den adaptive overvåkingen ved å bidra til forbedring av den konseptuelle modellen, design og metoder.

(16)

Figur 1.1 Rammeverk for adaptiv overvåking (tilpasset fra Lindenmayer & Likens 2010, Ims &

Yoccoz 2017).

1.3 Rammer for videreutviklingen av TOV

Videreutvikling av TOV som økosystembasert overvåking reiser en rekke spørsmål:

• Hva er overvåkingens overordnete formål?

• Hva slags økosystem(er) skal stå i fokus – og hvorfor?

• Hvilke påvirkningsfaktorer (drivere) er de viktigste for disse økosystemene?

• Hvordan bør overvåkingsområder og lokaliteter for datainnsamling innen områder plasseres for å gi best mulighet til å studere effektene av de viktigste påvirkningsfaktorene?

• Hvilke økosystemkomponenter, prosesser og sammenhenger er de viktigste for o å forstå økosystemets dynamikk?

o å belyse effektene av påvirkningsfaktorer?

o å belyse utviklingen for naturmangfoldet?

o å belyse utviklingen for økosystemfunksjoner og økosystemtjenester?

• Hvordan skal egenskaper ved økosystemkomponenter og prosesser representeres og måles for å gi best mulig innsikt om utviklingen av komponentene og sammenhengen mellom dem?

I tillegg må andre viktige forhold vurderes:

• Det er viktig at overvåkingen legges opp slik at resultatene kan gi vesentlige bidrag til miljøforvaltningens behov, knyttet til Naturindeksen, Fagsystemet for økologisk tilstand og annen nasjonal og internasjonal rapportering.

• For å formulere en god konseptuell modell og utvikle et godt overvåkingsopplegg for de sentrale komponentene i økosystemet, må kunnskapsgrunnlaget være tilstrekkelig.

• Overvåkingsopplegget man kommer fram til, må være praktisk gjennomførbart, med rea- listisk ressursbruk.

Konseptuell økosy- stemmodell

• Komponenter

• Interaksjoner

• Påvirkninger

• Hypoteser

Overvåkingsdesign

• Områder

• Indikatorer

• Lokal design

• Metoder

Datainnsamling

Analyse, tolkning

Bedre forståelse

Justering av

• Modell, hypoteser

• Design, metoder, tek- nologi

Ivareta integriteten til etablerte tidsserier

(17)

Noen av de overordnete føringene er kort diskutert nedenfor. De fleste spørsmålene gjennomgås mer detaljert i etterfølgende kapitler.

TOV-områdenes formål

TOVs formål er å kunne fange opp endringer i vanlig norsk natur på land og å kunne belyse mulige årsaker til ev. observerte endringer. Den grunnleggende modellen for TOV var opprinnelig tenkt som en kombinasjon av landsdekkende, mer eller mindre arealrepresentativ ekstensiv overvåking av noen få overvåkingsindikatorer, og intensiv integrert overvåking av et bredere spekter av overvåkingsindikatorer i utvalgte områder (Løbersli 1989). Denne modellen er for så vidt videreført, men det meste av innsatsen har vært rettet mot overvåkingen i TOV-områdene.

Hovedformålet med intensiv integrert overvåking av flere økosystemkomponenter i noen utvalgte områder har dels vært å få dypere innsikt i hvordan hver av disse økosystemkomponentene endrer seg over tid ved mer detaljerte undersøkelser enn det vil være mulig å gjennomføre for et stort antall lokaliteter i ekstensiv overvåking. Dessuten er det viktig å få innsikt i hvordan de ulike økosystemkompentene samvarierer og ev. påvirker hverandre. Slik etablert innsikt fra intensiv overvåking i TOV-områdene kan da bidra til å forklare observerte endringer i indikatorer brukt i ekstensiv overvåking og hva slike endringer kan bety for andre økosystemkomponenter.

Resultater fra den ekstensive overvåkingen vil på sin side kunne si noe om i hvilken grad endringer i TOV-områdene representerer generelle trender eller er spesifikke for de enkelte TOV- områdene.

Som nevnt over, er en grunnleggende målsetting med overvåkingen i TOV «å fange opp end- ringer i vanlig norsk natur og å kunne belyse mulige årsaker til observerte endringer». Det å skaffe kunnskap om hvordan økosystemer fungerer og hvordan komponenter i økosystemene påvirker hverandre er i hovedsak et middel for å nå dette målet. Et valgt sett med komponenter og avledete indikatorer er et verktøy for å fange opp endringer i norsk natur som er viktige for miljøforvaltningen å ha kunnskap om. Enkelte økosystemkomponenter trenger ikke nødvendig- vis å være sentrale faktorer i økosystemdynamikken eller å ha direkte tilknytning til andre utvalgte økosystemkomponenter. Komponenter som er lite påvirket av andre naturlig forekommende økologiske faktorer, kan være velegnet dersom de viser klar respons på menneskeskapte på- virkninger. Siden det finnes få slike «enkle» komponenter, må det også brukes komponenter som har mer kompliserte relasjoner i økosystemet. Dette framhever behovet for økosystemba- sert overvåking. Men i tillegg er det viktig å vurdere komponenter som har få forstyrrende faktorer, og der vi forventer klare effekter av endringer i påvirkningsfaktorer som klima.

Økosystemer TOV skal dekke

Det overordnete formålet for TOV er å følge utviklingen for vanlige arter i vanlige terrestriske økosystemer i Norge. De mest vidt utbredte hovedøkosystemene i Norge er henholdsvis skog og fjell (dvs. areal over skoggrensa, hvorav ikke alt er fastmark), begge med ca. 37%. Ved oppstart av TOV i 1990 ble det i hovedsak valgt ut områder med nordboreal bjørkeskog. Unntaket var Solhomfjell, der vegetasjonsovervåking i barskog ble etablert uavhengig av TOV i 1988, men etter hvert inkludert i TOV, og Lund med bjørkeskog i sørboreal til mellomboreal sone. I 1988 etablerte NIJOS (nå del av NIBIO) vegetasjonsovervåking i granskog (jf. kap. 1.1). Disse ho- vedøkosystemene, nordboreal bjørkeskog og nærliggende lavalpin sone, samt granskog, representerer vidt utbredte norske økosystemer som kan forventes å vise effekter av storskala miljø- endringer i klima og næringstilførsel (jf. kap. 2.2 for diskusjon av områdenes plassering i slike miljøgradienter). Det er følgelig vesentlig å videreføre overvåking i disse økosystemene.

De ulike komponentene i TOV forholder seg til ulike romlige skalaer og dermed til miljøvariasjon på svært ulik skala. Markvegetasjon og epifytter responderer både på finskala miljøvariasjon langs lokale komplekse miljøgradienter og på regional bioklimatisk variasjon. Smågnagere forholder seg i hovedsak til tilsvarende lokal skala, men har muligheter for å utnytte ressurser i ulike deler av lokale økosystemer. Spurvefugler og rovfugler forholder seg til miljøvariasjon på grovere skala og kan utnyttet ressurser i ulike økosystemer innen og i tilknytning til skog og fjell. Mens markvegetasjon, epifytter, og i noen grad smågnagere, kan knyttes til spesifikke økosystemer

(18)

og avgrensete deler av den lokale miljøvariasjonen, vil fugler respondere på miljøvariasjon og ressurstilgang over større områder som omfatter ulike økosystemer.

Viktigste påvirkningsfaktorer

TOV ble opprinnelig etablert for å følge effektene av langtransportert forurensing på vanlige norske arter i terrestriske økosystemer (jf. kap. 1.1). Ved en reorientering av TOV ble perspekti- vet på aktuelle påvirkninger utvidet til særlig å omfatte effekter av klimaendringer. Evalueringen av TOV (Ims mfl. 2010) anbefalte en enda tydeligere innretning mot å fange opp effekter av klimaendringer. De siste årenes klimautvikling forsterker behovet for å overvåke effekter av slike endringer på norsk natur.

Selv om omfanget av langtransporterte forurensinger til dels er betydelig redusert de siste 30 årene, gjelder ikke dette alle typer av forurensinger. Tilførsler av forsurende svovelforbindelser er sterkt redusert, men tilførslene av eutrofierende nitrogenforbindelser er fremdeles betydelig, ikke minst i sørvestlige deler av Norge (Austnes mfl. 2018). Tilsvarende er tilførsler av visse miljøgifter redusert, mens andre har økt eller kommet til¹.

TOVs design og plassering av områdene over landet gjør TOV velegnet til å fange opp effekter av storskala påvirkninger i form av klimaendringer og langtransporterte forurensinger. Derimot gjør plassering av TOV-områdene i verneområder og andre områder med restriksjoner på arealbruk at datainnsamling fra TOV-områdene i liten grad kan belyse effekter av den generelle utviklingen i arealbruk. TOV-områdene kan imidlertid fungere som referanseområder for måling av slike effekter i andre områder. Samtidig vil tidligere og pågående utmarksbruk påvirke ulike forhold i TOV-områdene (jf. Austerheim mfl. 2011). Tidligere skogbruksaktivitet kan fremdeles med- føre langvarige suksesjonseffekter. Beite av bufe og tamrein, så vel som av ville hjortedyr, fore- går i dag særlig i bjørkeskogsområdene. I granskogene er utmarksbeite av husdyr nå tilnærmet fraværende, men beiting av hjortedyr forekommer. Det er dermed viktig også å fange opp omfang og effekter av slik påvirkning.

Store rovdyr kan i utgangspunktet ha en viktig regulerende funksjon på underliggende trofiske nivåer. Målsettingene for rovviltforvaltningen er imidlertid å opprettholde bestander på mye la- vere tettheter enn vi ville finne i naturlige økosystemer. De store rovdyrene har dermed bare begrenset regulerende effekt på underliggende trofiske nivåer. I stedet vil jakt og viltforvaltning forestå mye av reguleringen av bestandene til spesielt de store hjortedyrene (elg, hjort, villrein).

På grunn av svært målrettet bestandsforvaltning av elg og hjort, er bestandene vesentlig høyere enn vi ville finne i naturlige økosystemer (Austerheim mfl. 2011), og de kan dermed forventes å ha en betydelig effekt på både markvegetasjonen og trær og busker.

Ved videreutvikling av TOV vil det være sentralt å vurdere hvordan effekter av klimaendringer og langtransporterte tilførsler av nitrogen best mulig kan overvåkes. I tillegg må effektene av tidligere og pågående arealbruk fanges opp, samtidig som effektene av forvaltningen av store ville pattedyr må tas hensyn til.

Bidrag til miljøforvaltningens kunnskapsbehov

Ved etableringen av TOV var det et ønske om at resultatene fra overvåkingen skulle bidra til et grunnlag for å vurdere naturens sunnhetstilstand og tålegrenser, samt utgjøre et kunnskaps- grunnlag for miljøforvaltningens beslutninger (jf. kap. 1.1). Siden 2010 har miljøforvaltningen satt i gang utviklingen av to sentrale verktøy for å vurdere tilstanden for biologisk mangfold og øko- systemer i Norge, Naturindeks for Norge og System for vurdering av økologisk tilstand (jf. Nybø 2010, Nybø & Eide 2017). Et viktig grunnlag for disse verktøyene er for det første gode indikatorer som representerer viktige egenskaper for henholdsvis biologisk mangfold og økosystemers tilstand. Dessuten trengs gode data om utviklingen for arter og økosystemer fra naturovervåking.

Naturindeksen trenger data for bestandsutviklingen av et bredt spekter av arter, mens vurdering av økologisk tilstand trenger data som kan belyse utviklingen for ulike egenskaper ved

1https://miljostatus.miljodirektoratet.no/tema/miljogifter/

(19)

økosystemene. Begge systemer har behov for data fra et representativt utvalg av lokaliteter for de aktuelle økosystemene, alternativt at representativiteten av slike data kan vurderes på annen måte. I tillegg må vi ha en formening om hvilke verdier de aktuelle overvåkingsvariablene ville ha i et intakt økosystem (referansetilstanden).

Det er viktig at TOV og andre overvåkingsprogrammer kan bidra til å fylle databehovene til Na- turindeksen og System for vurdering av økologisk tilstand. Både dekning av overvåkingsindika- torer, resultatenes representativitet og mulighetene for å fastsette referanseverdier må derfor vurderes i arbeidet med videreutviklingen av TOV.

Prosessen for videreutvikling av TOV

Arbeidet med videreutvikling av TOV er basert på tre todagersseminarer i 2019/2020 med deltakelse fra alle sentrale medarbeidere i TOV og noen inviterte eksterne eksperter. I seminarene er ulike utfordringer ved å utvikle TOV som økosystembasert overvåking gjennomgått og diskutert. Fra hvert seminar er det laget oppsummeringer og refleksjoner omkring de ulike temaene.

Konklusjonene fra diskusjonene er en del av grunnlaget i denne rapporten, som imidlertid også representerer en videreutvikling av diskusjonene i seminarene.

Opprinnelig var det foreslått at utviklingsarbeidet også skulle omfatte en grundig gjennomgang og analyse av TOVs resultater, for bl.a. å utforske sammenheng og synergier mellom de ulike delene av TOV og identifisere kritiske mangler som en justering eller supplering av deler av TOV ev. kunne fylle. En slik samlet gjennomgang og analyse av TOVs resultater har det imidlertid ikke vært tid eller ressurser til innenfor rammen av dette utviklingsprosjektet.

1.4 Rapportens målsetting

Ut fra føringene som er gitt ved etableringen og utviklingen av TOV siden oppstarten i 1990, og de føringene som er gitt av Miljødirektoratet for arbeidet med videreutvikling av TOV (jf. over), er den overordnete målsettingen for denne rapporten å beskrive hvordan TOV bør utvikles fra dagens utgangspunkt mot et opplegg for økosystembasert, integrert overvåking av vanlige terrestriske økosystemer. Dette omfatter følgende mer spesifikke målsettinger:

• Å vurdere hvordan dagens TOV-områder dekker gradienter i viktige påvirkningsfaktorer, og om disse TOV-områdene bør justeres eller suppleres for å oppnå en bedre dekning av disse gradientene (jf. kap. 2).

• Å utvikle konseptuelle modeller for de aktuelle økosystemene på overordnet nivå, så vel som på mer detaljert nivå for ulike økosystemkomponenter. Og basert på dette, å vurdere i hvilken grad dagens overvåking representerer de viktigste økosystemkomponentene på en tilfredsstillende måte eller om dekningen av økosystemkomponenter og overvåkings- variabler bør justeres eller suppleres (jf. kap. 3 for overordnet modell, kap. 4 for mer detaljerte modeller for sentrale komponenter, kap. 5 for nye økosystemkomponenter).

• Å vurdere om metodene som brukes i overvåkingen bør justeres (kap. 3 og 4).

• Å vise hvordan TOVs resultater kan bidra til å fylle miljøforvaltningens behov knyttet til vurderinger av tilstanden i norske økosystemer (jf. kap. 6).

• Å skissere hvordan TOV kan utvikle planer for forskning, dataforvaltning og formidling som et grunnlag for mer og bedre forskning på og tilgjengeliggjøring av TOVs data og formidling av TOVs resultater (jf kap. 7-9).

• Å gi en helhetlig anbefaling om hvordan TOV bør innrettes i perioden etter 2020 (jf. kap.

10).

(20)

2 TOV-områdene og dekning av påvirkningsgradienter

2.1 Dagens TOV-områder

TOV-områdene er plassert fra sør til nord i Norge (jf. figur 2.1) med store forskjeller i nedfall av langtransportert forurensing (Austnes mfl. 2018) og ulikheter i klima (jf. kap. 2.2). De fleste om- rådene er lagt til nasjonalparker eller naturreservater. Områdene er dermed lite utsatt for raske endringer i arealbruk, men kan være noe preget av tidligere eller pågående utmarksbruk. I fem områder (Lund, Møsvatn, Åmotsdalen, Børgefjell, Dividalen) er bjørk dominerende treslag, Gu- tulia dekker både bjørkeskog og granskog, mens de øvrige områdene er dominert av barskog. I områdene med bjørkeskog og i Solhomfjell overvåkes både markvegetasjon, epifytter på bjør- kestammer og fauna. I de øvrige barskogsområdene undersøkes nå bare markvegetasjonen.

Grunnleggende informasjon for områdene i bjørkeskog og i Solhomfjell er gitt i tabell 2.1 og for de øvrige granskogsområdene i tabell 2.2.

2.1.1 TOV-områdene med overvåking av markvegetasjon, epifytter og fauna

Lund

Overvåkingsområdet er sentrert omkring Førlandsvatnet og Kjørmotjørnan i Lund kommune, Ro- galand (58°33'N, 6°26'Ø). Deler av TOV-aktivitetene (markvegetasjon, epifytter, smågnagere) ligger rett utenfor Førland/Sletthei landskapsvernområde. Området har stor variasjon i naturtyper fra varmekjære skogtyper til skrinne bjørke- og furuskoger. Heiene domineres av røsslyng og er over store områder under rask tilgroing med bjørk, men deler av heiområdene er nå under rest- aurering med beite og brenning. Mesteparten av myrene er små og av fattig type (Holten mfl.

1990). Området er preget av et åslandskap i høydenivået 100 til 700 moh., i hovedsak i mellomboreal vegetasjonssone. Området er nærmere beskrevet av Brattbakk mfl. (1992). Det har vært økende grad av utmarksbeite med bufe i området i overvåkingsperioden (jf. Framstad 2020).

Solhomfjell

Overvåkingsområdet ligger i Gjerstad kommune (sørøstlig del), Aust-Agder, og i Nissedal kommune (nordvestlig del), Telemark (58°57'N, 8°50'Ø). Området består hovedsakelig av hei og skog, og ligger fra ca. 300 til 650 moh. Heihabitatene domineres av fjell i dagen, røsslynghei og fattige fastmattemyrer. Skogen er variert, men domineres av fattig, åpen furuskog (Holten mfl.

1990) og granskog, stort sett kalkfattige utforminger, men mer kalkrike sig finnes også (R. Økland

& Eilertsen 1993). Området ligger i hovedsak i sørboreal og mellomboreal vegetasjonssoner.

Området er vernet som skogreservat og er nærmere beskrevet av R. Økland & Eilertsen (1993), se også Brattbakk mfl. (1991).

Møsvatn

Overvåkingsområdet ligger i den sørlige delen av Møsvatn-Austfjell landskapsvernområdet i Tinn kommune, Telemark (59°51'N, 8°18'Ø). Området består av nordboreal bjørkeskog og lavalpin hei, og ligger fra ca. 950 til 1200 moh. Bjørk danner skoggrensa, og her er innslag av både fattige og rike vegetasjonstyper. Det er noe utmarksbeite med bufe i området for overvåkingsaktivite- tene (Framstad 2020). Området er nærmere beskrevet av Brattbakk (1993).

Gutulia (bjørkeskog)

Overvåkingsområdet ligger i Gutulia nasjonalpark, øst for den sørlige delen av Femunden i Eng- erdal kommune, Hedmark (62°01'N, 12°10'Ø). Området består av nordboreal skog (mest bjørk og furu) og lavalpin hei, og ligger fra ca. 600 til 1000 moh. Skoggrensa ligger mellom 800 og 900 moh. Berggrunnen består hovedsakelig av sparagmitt, og relativt fattige vegetasjonstyper dominerer. Her finnes imidlertid også innslag av noe rikere vegetasjonstyper. Det er tamreindrift i området (Framstad 2020). Området er nærmere beskrevet av Eilertsen & Often (1994).

(21)

Figur 2.1 Kart med plassering av overvåkingsområdene i TOV.

Åmotsdalen

Overvåkingsområdet er sentrert omkring midtre deler av Åmotsdalen (Dovrefjell) i Oppdal kommune, Sør-Trøndelag (62°28'N, 9°25'Ø). Området består av nordboreal bjørkeskog og lavalpin hei, fra ca.

650 til 1200 moh. På grunn av heterogen og flekkvis kalkrik berggrunn og variert topografi har områ- det høy vegetasjonsdiversitet. Heivegetasjonen domineres imidlertid av fattige vegetasjonstyper.

Vierkratt og bjørkeskog har derimot større innslag av rike typer (Holten mfl. 1990). Det er mye utmarksbeite med bufe i området for overvåkingsaktivitetene (Framstad 2020). Området er nær- mere beskrevet av Brattbakk mfl. (1992).

Børgefjell

Overvåkingsområdet er sentrert omkring Viermadalen innenfor Børgefjell nasjonalpark, Røyrvik kommune, Nord-Trøndelag (65°04'N, 13°49'Ø). Området består av nordboreal skog (bjørk og gran) og lavalpin hei, fra ca. 450 til 1000 moh. Heiområdene domineres av fattig myr, fukthei og

(22)

blåbærhei, men de vestlige områdene har også innslag av rikere heityper. Bjørk danner skoggrensa, og her er innslag av både fattige og rike skogtyper (Holten mfl. 1990). Innenfor nasjo- nalparken finnes bare små arealer med granskog. Det er tamreindrift i området (Framstad 2020).

Området er nærmere beskrevet av Brattbakk mfl. (1991).

Dividalen

Overvåkingsområdet er sentrert omkring midtre deler av Dividalen innenfor Øvre Dividal nasjonalpark, Målselv kommune, Troms (68°43'N, 19°47'Ø). Området består hovedsakelig av nordboreal bjørkeskog og lavalpin hei, og hoveddelen av arealene ligger mellom 300 og 1400 moh.

Berggrunnen i området er variert, med sure bergarter (granitt) i de sørlige og østlige delene og rikere bergarter (glimmerskifer, leirskifer og amfibolitt) i de nordlige og vestlige delene. I de lavereliggende områdene domineres skogen av store furutrær. Tregrensa ligger omkring 600 moh.

og dannes av bjørk. Det er tamreindrift i området, men omfang og ev. endring er ukjent (Framstad 2020). Området er nærmere beskrevet av Eilertsen & Brattbakk (1994).

2.1.2 TOV-områdene med overvåking av markvegetasjon i granskog

Vegetasjonen som overvåkes i disse granskogsområdene, består av ‘blåbærdominert granskog i vid forstand’ (T. Økland 1996), dvs. inkludert variasjon langs gradienter i mineralnæringsstoffer og jordfuktighet. Områdene er nærmere beskrevet i T. Økland (1996).

Paulen

Overvåkingsområdet i Paulen naturreservat ligger i Vennesla kommune, Vest-Agder (58°18- 19´N, 7°55-56'Ø). Paulen naturreservat ble opprettet i 1993 og utvidet i 2009. Området ligger i boreonemoral til sør-boreal sone og i oseanisk (O2) til svakt oseanisk vegetasjonsseksjon (O1;

Moen 1998). Selv om furu dominerer i reservatet, finnes det en del granbestander. Ifølge Moe (1994), som den gangen anslo en alder på 90 til 110 år på de eldste grantrærne, er grana fortsatt i spredning i området. Det finnes spor etter gammel hogst, trolig mest fra sent 1800-tall, men skogen får stadig mer naturskogspreg (jf. Moe 1994, T. Økland pers. obs.).

Grytdalen

Overvåkingsområdet i Grytdalen naturreservat ligger i Drangedal kommune, Telemark (59°15´ N, 8°37'Ø). Grytdalen naturreservat ble opprettet i 1993, men et areal på 12 km² av reservatet har vært administrativt fredet siden 1971. Området ligger i mellomboreal sone og oseanisk (O2) til svakt oseanisk vegetasjonsseksjon (O1; Moen 1998). Den undersøkte delen er i stor grad upåvirket av hogst (jf. Haugen 1991, Moe 1994).

Rausjømarka

Overvåkingsområdet i Rausjømarka ligger i Østmarka naturreservat i Enebakk kommune, Akers- hus (59°49' N, 11°02'Ø). Reservatet ble opprettet i 1990, utvidet i 2002, og var før dette administrativt fredet. Området ligger i sørboreal sone og svakt oseanisk vegetasjonsseksjon (O1).

Krohn & Hardeng (1981) rapporterte at mesteparten av skogen i området da var mellom 80 og 160 år gammel og uten spor etter moderne hogst, selv om det tidligere stedvis har vært noe plukkhogst. Området som overvåkes, har økende preg av naturskog.

Bringen

Overvåkingsområdet i Bringen naturreservat ligger i Vassfaret i Flå kommune, Buskerud (9°23- 24´Ø, 60°32-34´N). Bringen naturreservat har vært vernet siden 1954, men ble betydelig utvidet i 1985 og er også omgitt av Indre Vassfaret landskapsvernområde. Området ligger i mellomboreal vegetasjonssone, i overgangsseksjon (OC), dvs. overgang mellom svakt oseanisk og svakt kontinentalt klima. Området er betegnet som urskogsnært (jf. Svalastog & Korsmo 1995, http://fakta- ark.naturbase.no/Vern?id=VV00001877), selv om det i tidligere tider har vært noe plukkhogst i området. Allerede i 1995 ble det registrert trealder på mellom 195 og 295 år i deler av området (Svalastog & Korsmo 1995).

(23)

Tabell 2.1 Karakteristiske forhold for de enkelte overvåkingsområdene i bjørkeskog, samt Solhomfjell.

Lund Solhomfjell Møsvatn Gutulia Åmotsdalen Børgefjell Dividalen

Fylke (før 2018) Rogaland Aust-Agder Telemark Hedmark S-Trøndelag N-Trøndelag Troms

UTM-referanse (Ø N, sone 33) 1900 6521600 145200 6551400 124900 6654500 351800 6880200 212400 6938200 444400 7215500 693700 7629700

Vernestatus NR, privat NR LVO, privat NP NP, LVO NP NP

Høyde over havet (m) 350-420 350-475 1000-1050 760-865 900-925 520-580 385-615

Klimasoner MB, O2 SB, O2 NB, O1 NB, OC NB, O1 NB, O1 NB, C1

Berggrunn bandgneis granitt, granittisk

gneis

metarhyolitt, meta- morf tuff

omdannet sandstein med feltspat

grov meta-arkose, konglomerat

granitt, skifer glimmerskifer, kvartskarbonat-skifer

Nedbør (mm/år) 2245 1161 869 669 435 1106 339

Middeltemp. °C januar -2,45 -5,71 -8,91 -13,00 -8,59 -10,52 -11,80

Middeltemp. °C juli 12,32 14,02 9,77 10,42 9,81 11,00 11,65

Vernestatus: NR naturreservat, LVO landskapsvernområde, NP nasjonalpark. Klimasoner (etter Moen 1998): vegetasjonssone: MB mellomboreal, NB nordboreal, SB sørboreal; vegetasjonssek- sjon: O1 svakt oseanisk, O2 klart oseanisk, O3 sterkt oseanisk, OC overgangsseksjon, C1 svakt kontinentalt. Berggrunn: https://www.ngu.no/.

Datagrunnlag: DN 1997 (tab.1) & T. Økland mfl. 2001 (tab. 1); geografisk plassering er gitt for sentrum av overvåkingsområdene (UTM WGS84); vegetasjonssone og vegetasjonsseksjon er angitt for områdene på litt grovere skala; klimadata er standard normaler for 1961-1990 beregnet av Meteorologisk institutt ut fra geografisk plassering og høyde over havet (data hentet fra server januar 2020).

Tabell 2.2 Karakteristiske forhold for de enkelte overvåkingsområdene i granskog (utenom Solhomfjell).

Paulen Grytdalen Rausjømarka Bringen Otterstadstølen Gutulia Urvatnet Granneset

Fylke (før 2018) V-Agder Telemark Akershus Buskerud Hordaland Hedmark S-Trøndelag Nordland

UTM-referanse (Ø N sone 33) 86800 6485700 137000 6586500 278200 6638900 193600 6727000 -1600 6777900 353000 6879400 238700 7010000 494900 7377400

Vernestatus NR NR NR NR NR NP NR NP

Høyde over havet (m) 150-275 475-550 220-300 600-750 220-350 700-850 300-400 225-325

Klimasoner BN-SB, O2 - O1 MB, O2 - O1 SB, O1 MB, OC SB, O3 MB/NB, OC SB-MB, O2-O1 MB, OC

Berggrunn* Hovedsakelig

granittisk gneis

Hovedsakelig granittisk gneiss

Diorittisk til granittisk gneis, mig-

matitt

Hovedsakelig granittisk gneis

Dioprittisk til granittisk gneis, mig-

matitt

Sandstein, pres- set og omdannet,

feltspatholdig

Grønnstein, amfibolitt

Glimmerskifer, granatglimmerski-

fer, kalkspatmar- mor, dolomittmar-

mor

Nedbør (mm/år) 1530 1135 837 654 3032 653 874 1367

Middeltemp. °C januar -2,97 -6,81 -6,00 -9,10 -3,41 -12,81 -4,92 -7,96

Middeltemp. °C juli 14,65 13,12 14,92 12,63 11,45 10,80 11,74 11,52

Geografisk plassering, vegetasjonssoner/seksjoner: Fra T. Økland (1996); jf. tabell 2.1. Berggrunn: Fra T. Økland (1996) og fra https://www.ngu.no/. Klimadata for standard normaler for 1961- 1990 beregnet av Meteorologisk institutt ut fra geografisk plassering og høyde over havet (data hentet fra server januar 2020).

(24)

Otterstadstølen

Overvåkingsområdet i Otterstadstølen naturreservat ligger i Modalen kommune, Hordaland (60°49´ N, 5°45´Ø). Otterstadstølen naturreservat ble opprettet i 1999 for å bevare den vestligste sammenhengende naturgranskogen i Norge. Området ligger i sørboreal vegetasjonssone og sterkt oseanisk vegetasjonsseksjon (O3). I deler av området har det tidligere vært noe plukkhogst, men skogen er i stor grad preget av lang kontinuitet (‘optimalfase’; Børset 1985). Estimert alder for de eldste trærne i overvåkingsflatene ved overvåkingsstart var ca. 195 år.

Gutulia (granskog)

Overvåkingsområdet i granskogen i Gutulia ligger i Engerdal kommune, Hedmark (62°00-01'N, 12°09-13'Ø), i Gutulia nasjonalpark som ble opprettet i 1968 og utvidet i 2004. Sentrale deler var administrativt fredet allerede fra 1957. Området ligger fra ca. 700 til 850 moh., i mellomboreal og nordboreal granskog og overgangsseksjon (OC). Selv om det tidligere har vært plukkhogst og brann i Gutulia, er granskogen lite påvirket av dette. Korsmo & Larsen (1994) vurderte området blant de boreale skogsområdene i Norge som var nærmest til å kunne karakteriseres som ur- skog.

Urvatnet

Overvåkingsområdet ved Urvatnet i Urvatnet-Litjbumyran naturreservat i Orkland (tidligere Mel- dal) kommune, Sør-Trøndelag (63°06-07'N, 9°48-49'Ø). Det tidligere Urvatnet naturreservat ble opprettet i 1992 og var før det administrativt fredet. Området hører til sørboreal og mellomboreal vegetasjonssone og oseanisk (O2) til svakt oseanisk (O1) vegetasjonsseksjon. Skogen er relativt gammel med naturskogspreg og stedvis urskogspreg. En del av overvåkingsflatene ligger i bratte lier med mye forsumpning.

Granneset

Overvåkingsområdet i Granneset ligger i Saltfjellet-Svartisen nasjonalpark i Rana kommune, Nordland (66°30-31´N, 14°52-53´Ø). Granneset ble vernet som en del av Saltfjellet-Svartisen nasjonalpark i 1989 og var tidligere administrativt vernet. Granneset representerer det nordligste arealet av kontinuerlig naturlig granskog i Norge (jf. Ryvarden 1972, Lid mfl. 1994). Området ligger i mellomboreal vegetasjonssone og i overgangsseksjon (OC). I følge Korsmo mfl. (1993) var skogen allerede på slutten av 1980-tallet i svært liten grad påvirket av hogst, og skogen er enda mer naturskogspreget nå enn da overvåkingen startet i 1990.

2.2 TOV-områdene og viktige påvirkninger

For de aktuelle økosystemene, henholdsvis boreal bjørkeskog/lavalpint fjell og barskog (i hovedsak granskog), er det særlig tre menneskeskapte påvirkninger som har vesentlig betydning:

• Klimaendringer har særlig endret karakter siden midten av 1980-tallet og starten av 1990- tallet. Både sommer- og vintertemperaturen har økt, og det samme har lengden på vekst- sesongen (Hanssen-Bauer 2015). Økt vintertemperatur påvirker også mengde og egenskaper ved snødekket. Mengden nedbør har også økt noe siden midt på 1980-tallet. Ulike forhold ved klimaendringene virker direkte og/eller indirekte på alle økosystemkomponen- ter.

• Langtransportert forurensing har tidligere medført betydelige forsuringseffekter på fersk- vann i deler av Sør-Norge ved tilførte svovelforbindelser, men i mindre grad observerbare effekter på terrestriske økosystemer. Slik forurensing omfatter nå i hovedsak eutrofie- ringseffekter ved tilførte nitrogenforbindelser både i akvatiske og terrestriske økosyste- mer, spesielt i Sørvest-Norge. Effektene virker i hovedsak via direkte påvirkning på næ- ringstilgangen for markvegetasjon og epifytter og indirekte ved endringer i habitat eller i tilgang, mengde eller kvalitet av næringsplanter for ulike dyrearter. Nitrogentilførsel med- fører også en viss forsuringseffekt på jordsmonn og vann.

• Arealbruk og arealbruksendringer er generelt de viktigste menneskeskapte påvirkningene på naturmangfoldet i terrestriske økosystemer. Fysiske inngrep og raske endringer i areal-